• 제목/요약/키워드: Inductively coupled plasmas

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$BCl_3/Cl_2/Ar$ 고밀도 플라즈마에 의한 $(Ba, Sr)TiO_3$ 박막의 식각 메커니즘 연구 (A Study on the Etching Mechanism of $(Ba, Sr)TiO_3$ thin Film by High Density $BCl_3/Cl_2/Ar$ Plasma)

  • 김승범;김창일
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제37권11호
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    • pp.18-24
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    • 2000
  • (Ba,Sr)$TiO_3$ 박막은 ULSI-DRAM 즉 1-4 Gbit급 DRAM용 셀(cell) 커패시터의 새로운 유전물질로 각광받고 있다. 본 연구에서는 ICP 장비에서 $BCl_3/Cl_2/Ar$ 플라즈마로 (Ba,Sr)$TiO_3$ 박막을 식각하였다. 이때 RF power/dc bias voltage는 600W/-250V, 반응로의 압력은 10mTorr 이었다. $Cl_2/(Cl_2+Ar)$은 0.2로 고정하였고, $BCl_3$ 가스를 첨가하면서 (Ba,Sr)$TiO_3$ 박막을 식각하였다. $BCl_3$ 가스를 10% 첨가하였을 때, $480{\AA}/min$으로 (Ba,Sr)$TiO_3$ 박막은 가장 높은 식각 속도를 나타내었다. $Cl_2/Ar$가스에 $BCl_3$의 첨가 비에 따른 Cl, BCl 및 B의 라디칼 밀도를 optical emission spectroscopy(OES)에 의해 구하였다. $BCl_3$를 10% 첨가하였을 때 Cl의 라디칼 밀도가 가장 높았다. (Ba,Sr)$TiO_3$ 박막의 표면반응을 규명하기 위하여 XPS 분석을 수행한 결과 이온 bombardment 식각이 Ba-O 결합을 파괴하고 Ba와 Cl의 결합형태인 $BaCl_2$을 제거하기 위하여 필요하다. Sr과 Cl의 결합의 양은 많지 않고, Sr은 주로 물리적인 스퍼터링에 의하여 제거된다. Ti와 Cl은 화학적으로 반응하여 $TiCl_4$ 결합형태로 용이하게 제거된다. 식각후 단면사진을 SEM을 통해 본 결과 식각단면이 약 65~70$^{\circ}$ 정도였다.

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돈육 및 양돈사료중 유해중금속의 잔류량 조사 (Residue of Harmful Heavy Metals in Swine Tissue and Feedstuff)

  • 조태행;정갑수;손성완;박종명;박근식
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제2권3호
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    • pp.103-108
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    • 1987
  • 본 시험을 양돈사료 및 돈육 중 유해중금속인 카드미움, 납 및 비소의 잔류량을 파악코자 경기지역 22개 양돈장, 2개 도축장 및 충남, 인천지역의 7개 사료공장을 대상으로 각각 양돈용 급여배합사료, 배합사료 및 돈육을 채취하여 원자흡광광도법과 ICAPs법으로 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 양돈장에서 채취된 금여배합사료중 카드미움, 납 및 비소의 평균잔류량(ppm)은 각각 $1.08{\pm}0.85,\;5.34{\pm}4.29\;및\;4.30{\pm}2.37$로서 대체로 낮은 수준이었다. 2. 사료공장을 대상으로 채취한 양돈용 급여사료중 카드미움, 납 및 비소의 평균잔류량은 각각 $0.90{\pm}0.51,\;5.84{\pm}5.25\;및\;2.41{\pm}0.84$로서 카드미움과 비소는 급여배합사료보다 다소 낮은 경향을 나타내었다. 3. 각 단미사료중 유해중금속의 잔류량은 카드미움의 경우 어분, 유채박, 소맥부, 대두박 순으로 높았으며, 납의 경우 어분, 소맥부, 대두박, 어채박 순으로 높은 수준을 나타내었다. 비소의 경우에는 보리, 유채박, 어분, 대두박 순으로 나타났다. 단미사료전체를 카드미움, 납 및 비소에 대한 평균잔류량(ppm)은 각각 $0.35{\pm}0.38,\;4.38{\pm}4.94,\;2.66{\pm}1.12$로 나타났다. 4. 돈육중 유해중금속의 잔류량은 카드미움의 경우 신장의 $1.7827{\pm}1.8549ppm$으로 가장 높은 수준으로 검출되었으며, 간장이 $0.3706{\pm}0.3428ppm$, 비장이 $0.1194{\pm}0.0971ppm$, 근육이 $0.0916{\pm}0.0262ppm$으로 미량 검출되었다. 납의 경우에는 간장이 $1.9106{\pm}2.9381ppm$으로 가장 높았으며 근육이 $0.1649{\pm}0.0201ppm$으로 가장 낮게 검출되었다. 비소 역시 간장 및 신장이 $2.3334{\pm}4.0160ppm\;및\;2.3319{\pm}5.1281ppm$으로 높았으며 근육에서는 $1.1557{\pm}1.1296ppm$으로 가장 낮게 검출되었다.

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고밀도 평판형 유도결합 $BCl_3/CF_4$ 플라즈마에 의한 GaAs 계열반도체의 선택적 식각에 관한 연구 (Study of Selective Etching of GaAs-based Semiconductors using High Density Planar Inductively Coupled $BCl_3/CF_4$ Plasmas)

  • 최충기;박민영;장수욱;유승열;이제원;송한정;전민현
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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    • pp.46-47
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    • 2005
  • 이번 연구는 $BCl_3/CF_4$ 플라즈마를 사용하여 반도체소자 제조 시 널리 이용되는 GaAs 계열반도체 중 대표적인 재료인 GaAs/AlGaAs 및 GaAs/InGaP 구조를 선택적으로 건식 식각한 후 분석한 것이다. 공정변수로는 ICP 소스파워를 0-500W, RIE 파워를 0-50W 그리고 $BCl_3/CF_4$ 가스 혼합비를 중점적으로 변화시켰다. $BCl_3$ 플라즈마만을 사용한 경우 (20$BCl_3$, 20W RIE power, 300W ICP source power, 7.5mTorr) 는 GaAs:AlGaAs의 선택비가 0.5:1 이었으며 이때 GaAs의 식각률은 ~2200${\AA}/min$ 이었으며 AlGaAs의 식각률은 ~4500${\AA}/min$ 이었다. 식각 후 표면의 RMS roughness은 < 2nm로 깨끗한 결과를 보여주었다. 15% $CF_4$ 가스가 혼합된 $17BCl_3/3CF_4$, 20W RIE power, 300W ICP source power, 7.5mTorr의 조건에서 3분 동안 공정한 결과 순수한 $BCl_3$ 플라즈마만을 사용한 경우보다 표면은 다소 거칠었지만 (RMS roughness: ~8.4) GaAs의 식각률 (~980nm/min)과 AlGaAs와 InGaP에 대한 GaAs의 선택도 (GaAs:AlGaAs=16:1, GaAs:InGaP=38:1)는 크게 증가하였다. 그리고 AlGaAs 및 InGaP의 경우 식각 시 나타난 휘발성이 낮은 식각 부산물 ($AlF_3:1300^{\circ}C$, $InF_3:1200^{\circ}C$)로 인하여 50nm/min 이하의 낮은 식각률을 보였고, 62.5%의 $CF_4$가 혼합된 $7.5BCl_3/12.5CF_4$플라즈마의 조건에서는 AlGaAs 및 InGaP에 대한 GaAs의 선택도가 각각 280:1, 250:1을 나타내었다.

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GPU Based Feature Profile Simulation for Deep Contact Hole Etching in Fluorocarbon Plasma

  • Im, Yeon-Ho;Chang, Won-Seok;Choi, Kwang-Sung;Yu, Dong-Hun;Cho, Deog-Gyun;Yook, Yeong-Geun;Chun, Poo-Reum;Lee, Se-A;Kim, Jin-Tae;Kwon, Deuk-Chul;Yoon, Jung-Sik;Kim3, Dae-Woong;You, Shin-Jae
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.80-81
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    • 2012
  • Recently, one of the critical issues in the etching processes of the nanoscale devices is to achieve ultra-high aspect ratio contact (UHARC) profile without anomalous behaviors such as sidewall bowing, and twisting profile. To achieve this goal, the fluorocarbon plasmas with major advantage of the sidewall passivation have been used commonly with numerous additives to obtain the ideal etch profiles. However, they still suffer from formidable challenges such as tight limits of sidewall bowing and controlling the randomly distorted features in nanoscale etching profile. Furthermore, the absence of the available plasma simulation tools has made it difficult to develop revolutionary technologies to overcome these process limitations, including novel plasma chemistries, and plasma sources. As an effort to address these issues, we performed a fluorocarbon surface kinetic modeling based on the experimental plasma diagnostic data for silicon dioxide etching process under inductively coupled C4F6/Ar/O2 plasmas. For this work, the SiO2 etch rates were investigated with bulk plasma diagnostics tools such as Langmuir probe, cutoff probe and Quadruple Mass Spectrometer (QMS). The surface chemistries of the etched samples were measured by X-ray Photoelectron Spectrometer. To measure plasma parameters, the self-cleaned RF Langmuir probe was used for polymer deposition environment on the probe tip and double-checked by the cutoff probe which was known to be a precise plasma diagnostic tool for the electron density measurement. In addition, neutral and ion fluxes from bulk plasma were monitored with appearance methods using QMS signal. Based on these experimental data, we proposed a phenomenological, and realistic two-layer surface reaction model of SiO2 etch process under the overlying polymer passivation layer, considering material balance of deposition and etching through steady-state fluorocarbon layer. The predicted surface reaction modeling results showed good agreement with the experimental data. With the above studies of plasma surface reaction, we have developed a 3D topography simulator using the multi-layer level set algorithm and new memory saving technique, which is suitable in 3D UHARC etch simulation. Ballistic transports of neutral and ion species inside feature profile was considered by deterministic and Monte Carlo methods, respectively. In case of ultra-high aspect ratio contact hole etching, it is already well-known that the huge computational burden is required for realistic consideration of these ballistic transports. To address this issue, the related computational codes were efficiently parallelized for GPU (Graphic Processing Unit) computing, so that the total computation time could be improved more than few hundred times compared to the serial version. Finally, the 3D topography simulator was integrated with ballistic transport module and etch reaction model. Realistic etch-profile simulations with consideration of the sidewall polymer passivation layer were demonstrated.

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